紅外光譜是分子能選擇性吸收某些波長的紅外線,而引起分子中振動能級和轉動能級的躍遷的技術。檢測紅外線被吸收的情況可得到物質的紅外吸收光譜,又稱分子振動光譜或振轉光譜。
紅外光譜儀是科學家用來分析樣品化學構成的重要儀器。這些儀器主要是用紅外輻射照射樣品,然后分析所產生的相互作用,這些相互作用因受試物中的分子以及它們吸收、發(fā)射和反射光線的方式而不同。
近日,一項新的研究展示了該技術被集成在智能手機中的效果。這一突破取決于一個新開發(fā)的LED,它可以被調諧以檢測不同的氣體,并有可能被用于一個小巧的設備,以檢測從變質食物到人造皮革的一切。
該研究由美國和澳大利亞的科學家共同開發(fā),他們利用實驗室中通常使用的紅外光譜儀來研究新的化合物,幫助創(chuàng)造成新材料。紅外光譜可以應用為多種移動形式工作,也可以開辟一些有趣的可能性,例如檢測礦井中的氣體泄漏,或防止食物變質。
新技術將一層薄薄的黑磷晶體粘合到一個靈活的、類似塑料的基材上,允許它以不同的方式彎曲,使黑磷發(fā)出不同波長的光,基本上創(chuàng)造了一個可調諧的紅外LED,可以檢測多種材料。這項技術有望集成到智能手機,成為日常使用的一部分。
該團隊的新設計相對簡單,只使用單層黑磷來保持靈活性,使得它的特性可以被改變,并使它產生不同的波長,應用于不同的主題。這些儀器依靠精心建造的多層完美排列的晶體,以理想的方式過濾紅外光,代表著這些類型儀器的重大進步。
目前,該研究發(fā)表在《自然》雜志上。未來,這種可調諧的設備或許可以部署在冰箱內,并在食物變質時向主人發(fā)出通知;也可以被集成到消防員和礦工使用的無人機中,以便從安全距離中檢測出有害氣體。